JP6133152B2 - 樹脂シート貼着方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ウエーハの表面または裏面に樹脂シートを貼着する樹脂シート貼着方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように構成された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削され所定の厚さに形成された後、切削装置やレーザー加工装置等によって分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割される。
半導体ウエーハ等のウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを吸引保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持されたウエーハを研削する回転スピンドルに装着された研削砥石を備えた研削ホイールを備えた研削手段と、該研削手段をチャックテーブルの保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備し、チャックテーブルの保持面にウエーハの表面側を吸引保持してウエーハの裏面に研削ホイールの研削砥石を接触させて研削送りすることにより、ウエーハの裏面を研削する。このウエーハの裏面を研削するに際しては、ウエーハの表面に形成されたデバイスを保護するために、ウエーハの表面には保護テープが貼着される（例えば、特許文献１参照）。
また、半導体ウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する切削装置は、ウエーハを吸引保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持されたウエーハを切削する回転可能に構成された切削ブレードを具備した切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段とを具備し、チャックテーブルの保持面にウエーハの表面側を吸引保持し、切削ブレードを分割予定ラインに位置付けて切り込み送りした後、チャックテーブルと切削手段とを加工送り方向に相対的に加工送りすることによってウエーハを分割予定ラインに沿って切断し個々のデバイスに分割する。このウエーハを分割するに際しては、個々のデバイスがバラバラにならないように、ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着するとともにダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持した状態で実施する（例えば、特許文献２参照）。
特開２００９−１０７０８４号公報 特開２００５−１６６９６９号公報
而して、保護テープやダイシングテープは、ポリ塩化ビニール等の樹脂シートの表面に粘着剤が塗布された構成であるため、粘着剤がウエーハに付着してデバイスの品質を低下させるという問題がある。
また、樹脂シートの表面に塗布される粘着剤の厚みにはバラツキがあり均一な厚みでウエーハに樹脂シートを貼着することができないため、次のような問題がある。即ち、ウエーハの表面に樹脂シートを貼着して裏面を研削する場合にはウエーハを均一な厚みに研削することができないとともに、ウエーハの裏面に樹脂シートを貼着してウエーハの表面に形成された分割予定ラインに沿って切削する場合にはウエーハの表面から均一な深さの切削溝を形成することができない。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物に均一な厚みで樹脂シートを貼着することができる樹脂シート貼着方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、樹脂シートを被加工物に貼着する樹脂シート貼着方法であって、
樹脂シートの表面に真空紫外線を照射して樹脂シートの表面から数十nmの深さに渡り分子間結合を切断し低分子量化処理を施して粘着力を生成する低分子量化処理工程と、
低分子量化処理が施された樹脂シートの表面を被加工物に貼着する樹脂シート貼着工程と、を含む、
ことを特徴とする樹脂シート貼着方法が提供される。
上記低分子量化処理は、エキシマランプによって波長が２００〜１０nmの真空紫外線を照射する。
被加工物は表面に複数のデバイスが形成されたウエーハであり、上記樹脂シート貼着工程はウエーハの表面または裏面に樹脂シートの表面を貼着する。
また、被加工物は表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域を備えたウエーハであり、上記低分子量化処理工程は樹脂シートの表面におけるウエーハの外周余剰領域に対応する領域のみに低分子量化処理を施す。
本発明による樹脂シート貼着方法は、樹脂シートの表面に真空紫外線を照射して樹脂シートの表面から数十ｎmの深さに渡り分子間結合を切断し低分子量化処理を施して粘着力を生成する低分子量化処理工程と、低分子量化処理が施された樹脂シートの表面を被加工物に貼着する樹脂シート貼着工程とを含んでいるので、樹脂シートの表面に粘着剤が不要となり、粘着剤がウエーハ等の被加工物に付着してデバイスの品質を低下させるという問題が解消する。
また、樹脂シートの表面に粘着剤が塗布されないので、粘着剤の厚みバラツキに起因してウエーハ等の被加工物を均一な厚みに研削できないという問題や、ウエーハ等の被加工物の表面から均一な深さの切削溝を形成することができないという問題を解消することができる。
被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。 本発明による樹脂シート貼着方法における低分子量化処理工程の説明図。 図２に示す低分子量化処理工程が実施された樹脂シートの要部拡大図。 本発明による樹脂シート貼着方法における樹脂シート貼着工程の説明図。 本発明による樹脂シート貼着方法における低分子量化処理工程の他の実施形態を示す説明図。 図５に示す低分子量化処理工程が実施された樹脂シートの斜視図および要部拡大図。 本発明による樹脂シート貼着方法における樹脂シート貼着工程の他の実施形態を示す説明図。
以下、本発明による樹脂シート貼着方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１には、被加工物としての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、円形状のシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス２２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２３と、該デバイス領域２３を囲繞する外周余剰領域２４を備えている。このように構成された半導体ウエーハ２の表面または裏面に樹脂シートを貼着する方法について説明する。
先ず、上述した半導体ウエーハ２の裏面を研削して所定の厚みに形成する際に、半導体ウエーハ２の表面２ａに形成されたデバイス２２を保護するために、半導体ウエーハ２の表面２ａに樹脂シートを貼着する方法について説明する。
先ず、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着する樹脂シートの表面に真空紫外線を照射して樹脂シートの表面から数十nmの深さに渡り分子間結合を切断し低分子量化処理を施して粘着力を生成する低分子量化処理工程を実施する。この低分子量化処理工程は、図２に示す低分子量化処理装置３を用いて実施する。低分子量化処理装置３は、上端が開放した処理ケース３１と、該処理ケース３１の上端を閉塞するケース蓋３２と、処理ケース３１内に配設され被加工物を載置する被加工物載置テーブル３３と、ケース蓋３２の内面に配設された真空紫外線照射ランプ３４とからなっている。このように構成された低分子量化処理装置３の処理ケース３１は、減圧手段３５に連通されている。また、上記真空紫外線照射ランプ３４は、図示の実施形態においては真空紫外線の波長が１７２nmで出力が１００Wのエキシマランプが用いられている。なお、真空紫外線照射ランプとしては、波長が２００〜１０nmの真空紫外線を照射するランプを用いることができる。
上記低分子量化処理装置３を用いて低分子量化処理工程を実施するには、ケース蓋３２を開放して被加工物載置テーブル３３上に樹脂シート４を載置する。なお、樹脂シート４は、図示の実施形態においては厚みが１００μmのポリ塩化ビニールシートが用いられており、上記半導体ウエーハ２と略同じ大きさの円形状に形成されている。この樹脂シートとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリオレフィン等の樹脂シートを用いることができる。このようにして被加工物載置テーブル３３上に樹脂シート４を載置したならば、ケース蓋３２を閉塞した後、減圧手段３５を作動して処理ケース３１内の圧力を１００Paに減圧する。そして、真空紫外線照射ランプ３４を作動して被加工物載置テーブル３３上に載置された樹脂シート４の表面４aに真空紫外線を照射する（低分子量化処理工程）。この低分子量化処理工程においては、真空紫外線を照射することにより分子を励起するとともに周辺の酸素を活性化する複合的な作用が生じ、樹脂シートの表面から数十nmの深さに渡り分子間結合が切断されるとともに、極性基が生成されて低分子量化処理が施され粘着力が生じる。図示の実施形態においては、処理ケース３１内の圧力を１００Paに減圧した状態で、波長が１７２nmで出力が１００Wの真空紫外線を厚みが１００μmのポリ塩化ビニールシートに１０分間照射することにより、図３に示すように樹脂テープ４の表面４a側に深さが３０〜５０ｎmの粘着層４１が形成される。この粘着層４１は、厚みにバラツキが生じることなく、均一な厚みに形成される。
上述した低分子量化処理工程を実施したならば、低分子量化処理が施された樹脂シート４の表面４aを半導体ウエーハ２の表面２aに貼着する樹脂シート貼着工程を実施する。即ち、図４に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに樹脂シート４の表面４aに生成された粘着層４１側を貼着する。このようにして、半導体ウエーハ２の表面２aに樹脂シート４が貼着された状態においては、上述したように樹脂シート４の粘着層４１の厚みが均一であるため、半導体ウエーハ２の裏面２bと樹脂シート４の裏面４b間の厚みにバラツキはなく均一となる。
上述したように樹脂シート貼着工程が実施された半導体ウエーハ２は、裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程に搬送される。裏面研削工程においては、研削装置のチャックテーブルの保持面に半導体ウエーハ２の表面２aに貼着された樹脂シート４側を吸引保持し、半導体ウエーハ２の裏面２bに研削ホイールの研削砥石を接触させて研削送りすることにより、半導体ウエーハ２の裏面２bを研削する。この裏面研削工程においては、研削装置のチャックテーブルの保持面に保持された半導体ウエーハ２の裏面２bと樹脂シート４の裏面４b間の厚みは上述したようにバラツキがなく均一であるため、半導体ウエーハ２を均一な厚みで研削することができる。
次に、低分子量化処理工程の他の実施形態について、図５を参照して説明する。
図５に示す実施形態における低分子量化処理工程は、上記図１に示す半導体ウエーハ２の表面２aに形成されるデバイス２２が微小電気機械システム(MEMS)の場合に実施される。即ち、デバイスが微小電気機械システム(MEMS)の場合には、半導体ウエーハの表面に保護部材としての樹脂シートを貼着すると、樹脂シートを剥離する際に微小電気機械システム(MEMS)が破壊するという問題がある。従って、この問題を解消するためには、図１に示す半導体ウエーハ２の表面２aにおけるデバイス領域２３を囲繞する外周余剰領域２４に対応する領域のみに粘着層を有しデバイス領域２３に対応する領域には粘着層を有しない樹脂シートを用いる必要がある。
図５に示す実施形態における低分子量化処理工程は、先ず図５の(a)に示すように樹脂シート４の表面４aにおける半導体ウエーハ２のデバイス領域２３に対応する中央領域にマスク５を配設する（マスキング工程）。従って、樹脂シート４の表面４aは、半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４に対応する環状の領域４２が露出した状態となる。次に、マスキング工程が実施された樹脂シート４を図５の(b)に示すように上記図２に示す低分子量化処理装置３の被加工物載置テーブル３３に載置して、上述した低分子量化処理工程を実施する。この結果、樹脂シート４の表面４aは、半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４に対応する環状の領域４２のみに真空紫外線が照射されることになる。従って、図５の(c)に示すように樹脂シート４の表面４aにおける半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４に対応する環状の領域４２のみに粘着層４１が形成される。
上述した低分子量化処理工程を実施したならば、図６の(a)に示すように樹脂シート４の表面４aにおける半導体ウエーハ２のデバイス領域２３に対応する中央領域に配設されたマスク５を除去することによって、樹脂シート４の表面４aにおける半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４に対応する環状の領域４２のみに粘着層４１が形成された樹脂シート４が得られる。このように樹脂シート４の表面４aにおける半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４に対応する環状の領域４２のみに形成された粘着層４１は、図６の(b)に示すように表面４aと段差がなく形成される。従って、樹脂シート４の表面４aにおける平坦性が良好である。
このように形成された樹脂シート４の表面４aを半導体ウエーハ２の表面２aに貼着すると、環状の領域４２のみに形成された粘着層４１のみが半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４に貼着されることになる。従って、微小電気機械システム(MEMS)が形成されたデバイス領域２３には樹脂シート４が貼着されないため、例えば半導体ウエーハ２の裏面２bを研削する裏面研削工程を実施した後に樹脂シート４を半導体ウエーハ２の表面２aから剥離しても、微小電気機械システム(MEMS)を損傷させることがない。
次に、樹脂シート４を半導体ウエーハ２の裏面２bに貼着するとともに外周部を環状のフレームに装着してダイシングテープとして使用する樹脂シート貼着工程について、図７を参照して説明する。
この実施形態においては、図７の(a)乃至(c)に示すように樹脂シート４は、半導体ウエーハ２の直径より大きいとともに環状のフレーム６の内径より大きい外径を有している。このように形成された樹脂シート４は、上記図２に示す低分子量化処理装置３を用いて低分子量化処理工程が実施され、表面４aに粘着層４１が形成されている。このように表面４aに粘着層４１が形成された樹脂シート４を半導体ウエーハ２の裏面２bに貼着するとともに外周部を環状のフレーム６に装着するには、図７の(a)に示すように保持テーブル７上に環状のフレーム６を載置するとともに、該環状のフレーム６の中央部に半導体ウエーハ２を配置する。このとき、半導体ウエーハ２は、裏面２bを上側にして表面２a側を保持テーブル７上に載置する。次に、図７の(b)に示すように低分子量化処理工程が実施された樹脂シート４の表面４aに生成された粘着層４１側を半導体ウエーハ２の裏面２bに貼着するとともに、外周部を環状のフレーム６に装着する。このようにして樹脂シート貼着工程が実施された半導体ウエーハ２は、図７の(c)に示すように表面２aが露出された状態で樹脂シート４を介して環状のフレーム６に支持された状態となる。
以上のようにして、樹脂シート４を介して環状のフレーム６に支持された半導体ウエーハ２は、切削装置に搬送され分割予定ラインに沿って切削され個々のデバイスに分割される（分割工程）。この切削装置における分割工程は、切削装置の被加工物を保持するチャックテーブル上に樹脂シート４側を保持して回転する切削ブレードによって分割予定ラインに沿って切削するが、樹脂シート４の粘着層４１の厚みが上述したように均一であるため、半導体ウエーハ２の表面２aと樹脂シート４の裏面４b間の厚みにバラツキはなく均一となるので、半導体ウエーハ２の表面２aから均一な深さの切削溝を形成することができる。また、低分子量化処理工程を実施することにより粘着層４１が形成された樹脂シート４は、表面に粘着剤を塗付する必要がないため、粘着剤がウエーハ等の被加工物に付着してデバイスの品質を低下させるという問題が解消する。
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態における低分子量化処理工程は、所定の形状に形成された樹脂シートに対して実施した例を示したが、帯状の樹脂シートの表面に低分子量化処理を施し、低分子量化処理が施された帯状の樹脂シートを所定の形状に裁断してもよい。
２：半導体ウエーハ
２３：デバイス領域
２４：外周余剰領域
３：低分子量化処理装置
３１：処理ケース
３２：ケース蓋
３３：被加工物載置テーブル
３４：真空紫外線照射ランプ
３５：減圧手段
４：樹脂シート
４１：粘着層
５：マスク
６：環状のフレーム

Claims (4)

  1. 樹脂シートを被加工物に貼着する樹脂シート貼着方法であって、
    樹脂シートの表面に真空紫外線を照射して樹脂シートの表面から数十nmの深さに渡り分子間結合を切断し低分子量化処理を施して粘着力を生成する低分子量化処理工程と、
    低分子量化処理が施された樹脂シートの表面を被加工物に貼着する樹脂シート貼着工程と、を含む、
    ことを特徴とする樹脂シート貼着方法。
  2. 該低分子量化処理は、エキシマランプによって波長が２００〜１０nmの真空紫外線を照射する、請求項１記載の樹脂シート貼着方法。
  3. 被加工物は表面に複数のデバイスが形成されたウエーハであり、該樹脂シート貼着工程はウエーハの表面または裏面に樹脂シートの表面を貼着する、請求項１又は２記載の樹脂シート貼着方法。
  4. 被加工物は表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域を備えたウエーハであり、該低分子量化処理工程は該樹脂シートの表面におけるウエーハの外周余剰領域に対応する領域のみに低分子量化処理を施す、請求項１又は２記載の樹脂シート貼着方法。
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